В таблице менделеева ne: Химический элемент неон Ne в таблице Менделеева

Химический элемент неон Ne в таблице Менделеева

Неон – один из элементов периодической системы химических элементов. Этот инертный газ, относится к группе благородных инертных газов, в которую входят еще ксенон, гелий и аргон. На Земле этот элемент содержится в воздухе атмосферы. Современная наука оценивает его запасы около 7,1·10¹¹ тонн, это означает, что 1 куб воздуха содержит  16 кубических сантиметров неона.  Неон является шестым по распространённости на Земле. Перед ним углерод,  кислород,  гелий, водород и азот.

Немного из истории открытия неона

История открытия неона уходит в далёкий XIX век. Открытие этого газа было бы невозможно без двух знаменательных событий, это изобретение в 1859 году метода спектрального анализа и опубликование в 1869 году,  русским химиком Менделеевым, периодической системы химических элементов (таблицы). В опубликованной таблице тогда было всего 63 элемента из известных  сейчас 118. Неона тоже не было в этой таблице, а был неоткрытый элемент под номером 10.   Лишь только в 1898 году ученые  из Англии – Уильям Рамзай и Моррис Трэверс догадались провести спектральный анализ испаряющихся остатков жидкого воздуха,  для того чтобы обнаружить предсказанный Менделеевым элемент под номером 10. В том же году этому элементу было дано название неон, от греческого слова « νέος» – новый, и присвоен символ «Ne».

Свойства неона

Одной из главных особенностей инертных газов является отсутствие вступления их,  в какие либо химические реакции с другими элементами таблицы Менделеева. Неон это одноатомный газ, без цвета и запаха, в 1,44 раза легче воздуха, относящийся к группе лёгких инертных газов, куда входят также гелий. Неон, содержится, в атмосфере воздуха состоящей из трёх из трех изотопов ²⁰Ne, ²¹Ne и ²²Ne с преобладанием ²⁰Ne (90,92%). Этот  элемент обладает исключительной химической инертностью, сравнимой только с гелием. До настоящего времени не удалось получить ни одного соединения неона, с другими элементами таблицы Менделеева Инертность неона обусловлена тем, что он имеет электронную оболочку с восемью электронами  на орбитах вокруг ядра атома. Такую оболочку называют завершённой.

Неон обладает  низкой абсорбцией и растворимостью в воде, так в 100 граммах воды можно растворить всего лишь 1,56 мг этого газа.  Температура его кипения -246⁰С, а температура плавления -248,6⁰С. При всём этом неон, в отличии от гелия, хорошо абсорбируется активированным углём, который охлаждён жидким азотом.

Тяжёлые инертные газы такие как криптон, аргон и пр. при вдыхании их человеком иди животным оказывают наркотическое действие. Не лишён этого свойства и неон, только для того что бы появились первые симптомы наркотического опьянения смесь кислорода и неона должна быть под давлением не менее 25кг/см². При более низком давлении неон, из-за своей низкой растворяемости в жирах и крови живого организма такого действия не оказывает.

Неон обладает хорошей электропроводностью и свечением яркого красного цвета при пропускании через него электрического тока, при этом насыщенность, оттенки и яркость этого свечения зависят от величины приложенного напряжения и силы протекающего через газ тока. По этому цвету определяют неон при  проведении  спектрального анализа воздуха.

Применение неона

Ещё относительно недавно свойство неона светиться ярким красным цветом находило применение в газоразрядных лампах, из которых делами красивую рекламу. Но на смену таким лампам пришли светодиодные источники света, как более дешёвые и экономичные.

Неоновая вывеска

Так как неон взрывобезопасен и в сжиженном состоянии тяжелее воды он имеет теплоту испарения больше чем у водорода и гелия, а также малые потери при хранении его в сжиженном состоянии при давлении 150 кн/см², эти его особенности всё больше и больше находят применение во всевозможной криогенной технике, в качестве хладагента. Так жидким неоном можно создать температуру  для хранения ракетного топлива, консервации тканей животных  или имитации условий космоса.  В химической промышленности  применение  жидкого неона позволяет  проводить реакции прямого синтеза и также получать  фториды кислорода.

Малая растворимость неона находит свое применение в неоногелиевых смесях для дыхания, водолазов и больных людей, страдающих заболеваниями органов дыхания. Применение этих смесей для дыхания позволяет избежать азотной эмболии и азотного наркоза, с меньшим охлаждением организма во время дыхания.  Смесь неона и гелия используется  не только для дыхания, но и как основ для создания излучения в газовых лазерах.

Интересен тот факт, что элемент под номером 10 помог в открытии нового вещества из периодической таблицы химических элементов Менделеева. Этот открытый в 1964 году элемент, имеет № 104 и сейчас называется курчатовий. Открыт он был в городе Дубна при помощи циклотрона.

Получение неона

Для промышленных целей неон выделяют из воздуха, как побочный продукт при выделении из воздуха жидкого азота и кислорода, двумя способами: адсорбционным или конденсационным. Первый способ основан на адсорбции неона на активированном угле при выделении из воздуха жидкого азота и кислорода и многократного повторения этого процесса. Второй основан на охлаждении воздуха до температуры жидкого водорода, при которой неон, находящийся в воздухе кристаллизуется, а гелий остаётся в газообразном состоянии и отсасывается специальными насосами.

118 элементов. Глава 10: «νέον» значит «новый»

Элемент: неон (Neon)

Химический символ: Ne

Порядковый номер: 10

Год открытия: 1898

Стандартная атомная масса: 20.1797

Температура плавления: 25.56 К

Температура кипения: 27.104 К

Плотность при стандартных условиях: 0.9002 г/л³

Скорость звука в неоне: 435 м/с

Число стабильных изотопов: 3

Кристаллическая решётка: гранецентрированная кубическая

 

История открытия 10-го элемента неотрывно связана с открытием всех других инертных газов одной-единственной фамилией. Шотландский химик Уильям Рамзай вошел в историю, как единственный в мире человек, приложивший руку к открытию целого столбца в таблице Менделеева. Правда, гелий Рамзай обнаружил на Земле и сопоставил с найденным на Солнце, аргон был открыт вместе с Уильямом Стреттом раньше, а радон — несколько позже основной массы. Но факт остается фактом: в 1898 году Рамзай с коллегой открыли три элемента практически за полтора месяца.

Уильям Рамзай

---

Об истории открытия гелия на Земле мы уже подробно писали в соответствующей главе. Об открытии аргона мы расскажем позже, а сейчас только упомянем, что после выделения гелия Рамзай сделал вывод, что им открыта новая группа Периодической таблицы Менделеева. Но тогда, значит, должны быть и другие элементы.

И тут ему на помощь пришел Морис Уильям Треверс, который предложил совершенно новый, оригинальный способ проверить, есть ли в воздухе, помимо аргона, азота и кислорода, еще газы.

Нужно было просто сильно охладить воздух до жидкого состояния, а затем заняться его фракционной перегонкой: постепенно нагревать и выделять фракции по температуре кипения. Каждая затем исследовалась спектральным методом. Так в 1898 году за 42 дня были открыты три новых элемента.

Первым стал «скрытный» — криптон. Потом — еще один новый газ, название которому по легенде дал тринадцатилетний сын Рамзая, сказавший, что раз «новый», то пусть будет по-латыни, новум. Рамзай-старший согласился, но решил, что по-гречески будет благозвучнее. Получился неон. А затем появился и «чуждый» — ксенон.

Пять новых элементов, новая группа таблицы Менделеева. Неудивительно, что свою Нобелевскую премию 1904 года Рамзай получил именно по химии.

Сделаем небольшое примечание: Рамзай и Треверс сообщили об открытии еще одного газа вместе с неоном. Этот газ имел плотность аргона, но другой спектр. Рамзай назвал его метаргоном, но открытие сорвалось – оказалось, что в воздухе было немного угарного газа.

Уже после Нобелевской премии Рамзая неон сыграл важную роль в базовом понимании природы атомов, когда в 1913 году Джозеф Джон Томсон в рамках своего исследования состава анодных направил потоки ионов неона через магнитное и электрическое поля и измерил отклонение потоков фотографической пластиной. Томсон наблюдал два отдельных световых пятна на фотопластинке, которые говорили о двух разных параболах отклонения.

Та самая фотопластинка Томсона

---

В конце концов Томсон пришел к выводу, что некоторые атомы в неоне имеют большую массу, чем остальные. Хотя в то время Томсон еще не понимал этого, но он оказался первооткрывателем стабильных атомов. В том же 1913 году Фредерик Содди открыл радиоактивные изотопы. Кстати, устройство Томсона было сырой версией прибора, который мы теперь называем масс-спектрометром.

Химия неона, скажем так, до сих пор бедная. Как и гелий, неон обладает заполненной электронной оболочкой и наотрез отказывается принимать или отдавать электроны. Ему хорошо с самим собой.

Правда, силы Ван-дер-Ваальса способны удержать атом неона рядом с другим атомом. Открыты молекулы Ne₂, Ne₃, Ne₄, LiNe, CF₄Ne и CCl₄Ne, Ne₂Cl₂, Ne₃Cl₂, I₂Ne, I₂Ne₂, I₂Ne₃, I₂Ne₄… Одна беда: как только температура оказывается достаточно высокой, тепловое движение безжалостно рвет эти связи – и до свидания, неон снова один. «Достаточно высокой» считается любая температура выше той, при которой неон представляет собой твёрдое тело. А при высоком давлении можно и такую экзотику, как (N₂)₆Ne₇ получить. Ну и, конечно же, нельзя не упомянуть клатраты – соединения водного льда под давлением, в кристаллическую решетку которого включены атомы неона.

Водно-неоновый клатрат

---

С применением нашего героя в быту чуть полегче. Есть несколько приложений, где инертный газ все-таки нашел себя.

Например, интересное применение нашла тройная точка неона (точке схождения кривых двухфазных равновесий на диаграмме «давление-температура», то есть точка, где вещество существует одновременно в трех фазах). Эта точка (24.5561 К) стала одной из «реперных точек» Международной температурной шкалы 1990 года.

Еще одно интересное применение неона, которое стало возможным только после Нобелевской премии Александра Прохорова, Николая Басова и Чарльза Таунса. Гелий-неоновый лазер с длиной волны 632,8 нанометра (красная часть видимого спектра) использует в качестве рабочего тела смесь гелия и неона в пропорции 5 к 1.

Схема работы гелий-неонового лазера

---

Но, конечно же, самое известное применение неона, сделавшее название этого элемента известным всем – это неоновая реклама.

Отец неоновой рекламы и «французский Эдисон», Жорж Клод родился в 1870 году и поначалу даже не помышлял ни о неоне, ни о сияющих вывесках. Он окончил Высшую школу промышленной физики и химии в Париже, после чего поменял много постов: инспектора по электричеству на кабельной фабрике, лабораторного менеджера по электрическим работам, издателя и автора журнала «Электрическая искра».

Жорж Клод

---

В 1898 году (как раз в год открытия неона) газосветные лампы, сконструированные Даниэлем МакФарланом Муром, служащим фирмы General Electric, были установлены на часовню на Медисон-сквер-гарден в Нью-Йорке. «Трубки Мура» были самым удачным из экспериментов с наполнением газосветных ламп: СО₂ внутри давал равномерное свечение, а длина такой лампы могла достигать шести метров. Однако вся конструкция имела существенный недостаток: углекислый газ также вступал в реакцию с веществами электродов, и лампу требовалось часто заправлять.

Инертные же газы, которые были отходами производства Жоржа Клода, на то и инертны, чтобы неохотно вступать в химические реакции. Парижский изобретатель ради интереса попробовал наполнять ими лампы под низким давлением. Результат впечатлил его и его друзей: лампы начинали светиться яркими цветами – в зависимости от газа. Так, аргон горел голубым, а неон — красно-оранжевым. Как выяснилось позднее, все благородные газы имели свой цвет.

Неон в газоразрядной трубке

---

Знакомый Клода Жан Фонсекью, увидев неоновые огни, предложил использовать подобные светильники в качестве наружной рекламы. Первой публичной демонстрацией светящихся трубок стало освещение на парижском автомобильном шоу в декабре 1910 года, в 1911 году технология была запатентована, а в 1912 году первой светящейся рекламой обзавелась небольшая парикмахерская на бульваре Монмартр.

Еще несколько лет спустя, в 1915 году, Клод запатентовал новые электроды с увеличенной сопротивляемостью коррозии, которые дольше служили на улице. В 1919 году сине-красными огнями светилась Парижская Опера. Технология возникла в самый удачный для нее момент. Новые светильники, произведенные Клодом, использовались для рекламы пишущих машинок Remington, сигарет Lucky Strike, батареек Eveready, автомобилей Packard и других крупных клиентов. Поскольку поставлять стеклянные трубки с газом за океан было сложно, Жорж Клод начал продавать лицензии на производство неоновой рекламы.

Так что, несмотря на свою нейтральность, «новый» элемент не только нашел свою нишу в использовании, но и кардинально изменил облик ночных городов, к которому мы так привыкли. И пусть неоновые огни теперь повсеместно вытесняют светодиоды, реклама в массовом сознании так и останется «неоновой».

---

 

Текст: Алексей Паевский при участии Екатерины Мищенко

Неон

Зона данных | Открытие | Факты | Внешний вид и характеристики | Использование | Изобилие и изотопы | Ссылки

10

Ne

20. 18

Химический элемент неон классифицируется как благородный газ и неметалл. Он был открыт в 1898 году Уильямом Рамзи и Моррисом Трэверсом.

Зона данных

Классификация:	Неон — благородный газ и неметалл
Цвет:	бесцветный
Атомный вес:	20.180
Состояние:	газ
Температура плавления:	-248,57 или С, 24,53 К
Точка кипения:	-246,0 или С, 27,1 К
Электроны:	10
Протоны:	10
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе:	10
Электронные оболочки:	2,8
Электронная конфигурация:	1с 2 2с 2 2п 6
Плотность @ 20 или C:	0,0009 г/см 3

Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости”>Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление,

Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем:	16,7 см 3 /моль
Структура:	fcc: гранецентрированный куб
Удельная теплоемкость	0,904 Дж г -1 К -1
Теплота плавления	0,3317 кДж моль -1
Теплота распыления	0 кДж моль -1
Теплота парообразования	1,7326 кДж моль -1
1 ст энергия ионизации	2080,6 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	3952,2 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации	6121,9 кДж моль -1
Сродство к электрону	–
Минимальная степень окисления	0
Мин. общее окисление нет.	0
Максимальная степень окисления	0
Макс. общее окисление нет.	0
Электроотрицательность (шкала Полинга)	–
Объем поляризуемости	0,396 Å 3
Реакция с воздухом	нет
Реакция с 15 M HNO 3	нет
Реакция с 6 М HCl	нет
Реакция с 6 М NaOH	нет
Оксид(ы)	нет
Гидрид(ы)	нет
Хлорид(ы)	нет
Атомный радиус	38 часов
Ионный радиус (1+ ион)	–
Ионный радиус (2+ ион)	–
Ионный радиус (3+ ион)	–
Ионный радиус (1-ион)	–
Ионный радиус (2-ионный)	–
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	0,05 Вт·м -1 К -1
Электропроводность	–
Температура замерзания/плавления:	-248,57 или С, 24,53 К

Свечение, которое так взволновало Рамзи и Трэверс, исходит от неона. Неоновый газ на этом изображении также возбужден — ионизирован и излучает свет.

Неоновый газ “открывается” с помощью нескольких тысяч вольт, необходимых для его ионизации.

Открытие неона

Доктор Дуг Стюарт

Неон был обнаружен в 1898 году Уильямом Рамзи и Моррисом Трэверсом в Университетском колледже Лондона.

Это был не первый раз, когда Рамзи открыл новый элемент.

В 1894 году он и лорд Рэлей открыли аргон. Затем, в 1895 году, Рамзи получил первый в мире образец гелия. (Клив и Лангле независимо друг от друга также получили гелий.)

Рамзи знал, что элемент должен находиться между гелием и аргоном в периодической таблице. Но как он мог его найти?

Найдя гелий в радиоактивном минерале, Рамзи подумал, что он сможет найти новый элемент в другом таком же минерале. Он и Трэверс провели некоторое время, работая с рядом полезных ископаемых, безуспешно пытаясь вытеснить часть еще не обнаруженного газа.

(1)

Зная историю химии, Рамзи знал, что иногда один новый элемент может скрывать другой. Например, Берцелиус обнаружил церий в минерале, который стал известен как церит. Несколько лет спустя Мосандер, один из бывших учеников Берцелиуса, продолжавший изучать церит, открыл новый элемент лантан. Лантана все время присутствовала в церите, но Берцелиус не нашел его. Рамзи задавался вопросом о возможности обнаружения небольших количеств неуловимого нового элемента, скрывающегося в одном из его более ранних открытий, аргоне.

Рамзи и Трэверс заморозили образец аргона с помощью жидкого воздуха. Затем они медленно испаряли аргон при пониженном давлении и собирали первый выделившийся газ.

Чтобы получить спектр газа, Рамзи приложил высокое напряжение к газу в вакуумной трубке, и мы можем с полным основанием предположить, что его рот раскрылся при увиденном.

Трэверс позже прокомментировал: «Пылающий малиновый свет из трубки рассказал свою собственную историю, и это было зрелище, на котором стоит остановиться и которое никогда нельзя забыть… На данный момент фактический спектр газа не имел ни малейшего мир излучал сияние, подобное тому, что мы видели».

⁽²⁾

Это был первый раз, когда кто-либо видел свечение неонового света. Рамзи назвал недавно открытый элемент «неон», что в переводе с греческого означает «новый».

Несмотря на то, что неон относительно редко встречается на нашей планете, он является пятым по распространенности элементом во Вселенной.

Если бы вы могли собрать весь неон из комнат типичного нового дома в Соединенных Штатах, вы бы получили 10 литров (2 галлона) неонового газа. ^(3),(4)

Неон образуется в звездах с массой в восемь и более земных солнц. Ближе к концу своей жизни эти звезды вступают в фазу сжигания углерода, а также производят кислород, натрий и магний. (Для производства кислорода звездам нужна масса «всего» пяти наших солнц.) ^{(5), (6)}

Неон не имеет стабильных соединений.

 

Неон, светящийся под высоким напряжением от катушки Тесла.

Светящийся неон выставка Музея неонового искусства.

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Известно, что неон не токсичен.

Характеристики:

Неон — легкий, очень инертный газ.

Бесцветный при нормальных условиях, в вакуумной газоразрядной трубке светится красновато-оранжевым цветом.

Неон не образует известных стабильных соединений.

Обладает наименьшим диапазоном текучести среди всех элементов (2,6 ^o C).

Использование неона

Когда к неону приложено несколько тысяч вольт, он излучает оранжево-красный свет. Поэтому его часто используют в ярко освещенных рекламных вывесках. Жорж Клод был первым, кто изготовил стеклянные трубки из неона в 1910 году. Позже он согнул стеклянные трубки, чтобы сделать буквы, которые светились, и произвел первые неоновые рекламные вывески.

Неон также используется в индикаторах высокого напряжения, в счетчиках Гейгера и в телевизионных трубках.

Жидкий неон используется в качестве криогенного хладагента.

Изобилие и изотопы

Изобилие в земной коре: 5 частей на миллиард по весу, 5 частей на миллиард по молям

Изобилие в Солнечной системе: 1000 частей на миллион по весу, 70 частей на миллион по молям , навалом: $ за 100 г

Источник: Неон получают в промышленных масштабах путем фракционной перегонки жидкого воздуха.

Изотопы: Неон имеет 14 изотопов, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 16 до 29. Встречающийся в природе неон представляет собой смесь трех своих стабильных изотопов, и они находятся в указанных процентах: ²⁰ Ne (90,5%), ²¹ Ne (0,7%) и ²² Ne (9,2%).

Ссылки

1. Mary Elvira Weeks, J. Chem. образования, 1932, 9 (10), с. 1751.
.
2. Моррис Уильям Трэверс, Открытие редких газов, 1928, Эдвард Арнольд и Ко
3. Комната для качания кота? Вряд ли BBC Report.
4. Происхождение атмосферы Земли.
5. Звезд после главной последовательности.
6. Уильям Дж. Кауфман III, Universe, 1987, WH Freeman and Company, Нью-Йорк, стр. 434.

Процитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

 Неон
 

или

 Факты о неоновом элементе
 

Чтобы процитировать эту страницу в научном документе, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 «Неон». Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 17 октября 2012 г. Интернет.
. 

Неон (Ne) – Атомный номер 10

Произносится

NEE-on

Неон (Ne) существует в виде бесцветного газа без запаха и химически инертен. Он имеет атомный номер 10 в периодической таблице и принадлежит к группе 18, Благородные газы.

Это неметалл с символом Ne.

Неон был открыт в 1898 году учеными сэром Уильямом Рамзи и Моррисом Трэверсом, которые недавно открыли еще один элемент группы 18 – криптон. Обнаружив ранее гелий и криптон, пара знала, что между ними существует элемент. Заморозив образец жидкого воздуха, выпарив аргон и снизив давление, они собрали первый выделившийся газ. Проведя спектральный анализ с использованием высокого напряжения, они обнаружили ярко-красный свет в спектре, который они приписали элементу Неону. Неон, хотя и редко встречается на Земле, является пятым по распространенности газом во Вселенной, который содержится в звездах и атмосферах планет. Это инертный газ, имеющий полную внешнюю оболочку из 8 электронов и очень нереакционноспособный. Неон часто используется в производстве высоковольтного оборудования и лазеров. Он также нашел применение в холодильных установках благодаря своей способности поглощать большое количество тепла, однако из-за своей редкости он намного дороже гелия или водорода. Наиболее распространено его использование в производстве неоновых вывесок, дающих красновато-оранжевый цвет. Он расположен в группе 18, Благородные газы. Это неметаллический газ при комнатной температуре, его температура плавления составляет -248°С, а температура кипения -246°С.

Загрузите неон как изображение для печати и с полным масштабированием

Получите бесплатную загрузку здесь (JPEG, PDF, SVG)

Часто задаваемые вопросы

Какова температура плавления неона?

Неон имеет температуру плавления -248,67°C, что означает, что при -248,67°C он превратится в жидкость.

Какова температура кипения неона?

Неон имеет температуру кипения -246,048°C, что означает, что при -246,048°C он превратится в газ.

Что такое электроотрицательность неона?

Электроотрицательность Неона равна 0. Электроотрицательность — это мера того, насколько сильно атомы притягивают к себе связывающие электроны.

Открыт

Сэром Уильямом Рэмси, М. В. Трэверсом

Дата открытия

1898

Что такое Теплота испарения неона?

Неон имеет теплоту испарения 1,7326 кДж/моль.

Использование

В основном для освещения.

Источники

Получают при производстве жидкого воздуха как побочного продукта производства жидкого кислорода и азота.

Об авторе

Натан М.

Автор

Натан имеет степень бакалавра биомедицинской химии в Уорикском университете и степень бакалавра биомедицинских наук в Университете Вулверхэмптона, Великобритания. Предмет Натана варьируется от общей химии до органической химии. Натан также создал учебную программу «Разрушение атома» на странице курса.

Citation

“Neon”, опубликованная 30 декабря 2019 года.

Атомный вес

20.18

Атомный номер

10

Состояние

Газ

Петиция

Неизвестно

-248. 67

° C

Точка кипячения

9000.67

° C

9000.67

° C

9000.670002 -246.048

Unknown

°C

Heat of Vaporization

1.7326

Unknown

kJ/mol

Crystal Structure

Cubic: Face centered

Thermoconductivity

0.000493

Unknown

W/cmK

Shells

2,8

Группа

Noble Gas

Период

2

Блок

P Блок

ORBITALLALS

[HE] 2S2 2P6 9-1

Covalent Radius

0.71 Å

Density at 293K

0.0008999 g/cm³

Electrical Conductivity

—

First Ionization Potential

21.5645 V

Second Ionization Potential

40.962 V

Third Потенциал ионизации

63,45 В

Ионный радиус

—

Степени окисления

Параметр решетки

—

Параметр решетки 2

–

Параметр решетки 3

–

Орбитальная конфигурация

2,8

Скачать Периодическая таблица

ИССЛЕДОВАНИЕ.